قبل از آن‌که به کاربرد لودبالانسر بپردازیم، برای درک بهتر آن ابتدا بهتر است بدانیم لودبالانسر و مفهوم لودبالانسیگ چیست. در ادامه به‌صورت اجمالی به شرح مفهوم و انواع لودبالانسر می‌پردازیم.
لودبالانسینگ چیست؟
وب‌سایت یا اپلیکیشن کسب‌وکارها نمی‌توانند با یک سرور واحد، حجم کاری کامل را مدیریت کنند. بنابراین، برای مدیریت بهتر آن و پاسخگویی بهتر، سازمان‌ها حجم کاری را روی چندین سرور پخش می‌کنند. به این عمل لودبالانسینگ یا تعادل بار می‌گویند. این کار از فشار بیش از حد روی یک سرور منفرد که می‌تواند باعث کند شدن، حذف درخواست‌ها و حتا خرابی آن شود، جلوگیری می‌کند. لودبالانسینگ این امکان را فراهم می‌کند تا ترافیک شبکه به‌طور مساوی توزیع شود تا مشکل خرابی ناشی از فشار بیش از حد بر روی یک منبع خاص، رفع شود. این استراتژی کمک می‌کند تا درخواست‌های کاربر سریع‌تر و دقیق‌تر پردازش شوند. از دیدگاه کاربر، لودبالانسینگ به‌عنوان یک تسهیل کننده نامرئی عمل می‌کند که بین مشتری و گروهی از سرورها قرار می‌گیرد. بنابراین، بدون آن، برنامه‌ها، وب‌سایت‌ها، پایگاه‌های داده و سرویس‌های آنلاین احتمالاً زمانی که تقاضا خیلی بالا می‌رود، از کار می‌افتند. یک وب‌سایت پربازدید ممکن است صدها یا هزاران درخواست کاربر را به‌طور همزمان پردازش کند؛ برای انجام این کار چندین سرور نیاز است.
از مهم‌ترین وظایف انواع لود بالانسر به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:
- ترافیک را مدیریت کرده و از افزایش ناگهانی آن روی یک سرور خاص جلوگیری می‌کند.
- زمان پاسخگویی به درخواست کاربر را به‌حداقل می‌رساند.
- عملکرد و قابلیت اطمینان منابع محاسباتی، فیزیکی و مجازی را تضمین می‌کند.
- افزونگی و انعطاف‌پذیری را به محیط‌های محاسباتی اضافه می‌کند.
چرا باید از لودبالانسرها استفاده کنیم و کاربرد آن چیست؟
لودبالانسرها برای سرورهای سامانه نام دامنه (DNS)، پایگاه‌های داده و پروتکل انتقال فایل (FTP) استفاده می‌شود. اگر یک سرور تنها ترافیک زیادی را مدیریت کند، ممکن است عملکرد ضعیفی داشته باشد یا در نهایت از کار بیفتد. این‌جاست که لودبالانسر وارد کار می‌شود و با مسیریابی یکنواخت درخواست‌های کاربر در میان گروهی از سرورها، احتمال خرابی را به‌حداقل می‌رسانند. آن‌ها این کار را با تغییر مسیر ترافیک به سایر سرورهای گروه انجام می‌دهند. در صورت افزوده شدن یک سرور جدید نیز، لودبالانسر به‌طور خودکار آن را در فرآیند توزیع ترافیک قرار می‌دهد. از طرفی، لودبالانسر در محیط‌های خاص، مانند برنامه‌ها و زیرساخت‌های مجازی، بررسی‌های لازم را برای اطمینان از در دسترس بودن و جلوگیری از مشکلاتی که می‌تواند باعث خرابی شوند، انجام می‌دهد. حتا می‌تواند امنیت متمرکزی را در سراسر گروه سرورها فراهم کند که مدیریت آن آسان‌تر است. اگر بخواهیم مثالی برای درک بهتر بزنیم، لودبالانسر را به پلیس راهنمایی و رانندگی تشبیه می‌کنند که نظم را برقرار می‌کند و درخواست‌ها را در هر لحظه به‌طور سیستماتیک به مکان مناسب هدایت می‌کند.
مزایای لودبالانسر چیست؟
اگر سازمان شما وب‌سایت‌ها و برنامه‌ها یا پایگاه‌های داده پربازدیدی دارد که روزانه درخواست‌های زیادی برای پردازش دریافت می‌کند، لودبالانسر می‌تواند با بهینه‌سازی استفاده از منابع، اطمینان از تحویل داده‌ها و کاهش زمان پاسخ، مزایای متعددی را به‌همراه داشته باشد. در محیط‌های پرترافیک، لودبالانسر همان چیزی است که نیاز دارید تا درخواست‌های کاربران با دقت پردازش شود تا تمامی درخواست‌های کاربران با سرعت و به بهینه‌ترین شکل ممکن پاسخ داده شوند. از طرفی همان‌طور که گفته شد، لودبالانسر در جلوگیری از خرابی و ساده‌سازی امنیت، افزایش بهره‌وری و از دست رفتن سود سازمان شما، نقش بسیار مهمی دارد. سایر مزایایی که لودبالانسرها برای کسب‌وکار شما به‌همراه دارند، عبارتند از:
افزونگی: لودبالانسرها با توزیع ترافیک روی گروهی از سرورها، افزونگی داخلی را فراهم می کنند؛ یعنی اگر سروری دچار مشکل فنی شود و از کار بیفتد، بار به‌طور خودکار به سرورهای فعال تغییر مسیر می‌دهد و می‌توانید مطمئن شوید که وب‌سایت شما به‌کار خود ادامه می‌دهد و کابر نهایی تاثیر این قطعی را احساس نمی‌کند.
انعطاف‌پذیری: لودبالانسرها در کنار افزونگی و به‌حداکثر رساندن کارایی، انعطاف‌پذیری بالایی برای افزودن و حذف سرورها طبق تقاضا، ارائه می‌دهند. همچنین امکان انجام تعمیر و نگه‌داری سرور را بدون ایجاد اختلال برای کاربران فراهم می‌کنند زیرا ترافیک در حین تعمیر و نگه‌داری به سرورهای دیگر هدایت می‌شود.
مقیاس‌پذیری: افزایش ترافیک در صورت عدم مدیریت صحیح می‌تواند مانع از عملکرد بهینه اپلیکیشن یا وب‌سایت کسب‌وکار شما شود. لودبالانسر، توانایی اضافه کردن یک سرور فیزیکی یا مجازی را برای پاسخگویی به تقاضا بدون ایجاد اختلال در سرویس فراهم می‌کند. هنگامی که سرورهای جدید شروع به کار می‌کنند، لودبالانسر به‌طور خودکار آن‌ها را تشخیص داده و وارد فرایند می‌کند. این رویکرد معمولا برای انتقال یک وب‌سایت از یک سرور پربار به یک سرور جدیدتر، ترجیح داده می‌شود.
انواع لودبالانسر
لودبالانسرها از لحاظ پیاده‌سازی در دو نوع کلی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری موجود هستند:
لودبالانسرهای سخت‌افزاری
لودبالانسر سخت‌افزاری همان‌گونه که از نامش پیداست، از سخت‌افزار فیزیکی مانند یک دستگاه تشکیل شده است. ترافیک بر اساس معیارهایی مانند تعداد اتصالات موجود به سرور، استفاده از پردازنده و عملکرد سرور، به سرورها هدایت می‌شود. این نوع از لودبالانسر سیستم‌عامل اختصاصی دارد و با توجه به این موضوع، با انتشار به‌روزرسانی‌های جدید سیستم‌عامل و پچ‌های امنیتی، نیاز به نگه‌داری دارد. معمولا عملکرد بهتری دارد و کنترل بهتری ارائه می‌دهد. با این حال، به دلیل آن‌که این لودبالانسرها مبتنی بر سخت‌افزار هستند، انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری کمتری دارند.
لودبالانسرهای نرم‌افزاری
استقرار و راه‌اندازی لودبالانسرهای نرم‌افزاری معمولا از نوع سخت‌افزاری آن‌ها آسان‌تر است و مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند. لودبالانسر نرم‌افزاری به شما انعطاف‌پذیری بیشتری در پیکربندی برای نیازهای خاص محیط می‌دهد. البته افزایش انعطاف‌پذیری ممکن است به قیمت انجام کارهای بیشتر برای راه‌اندازی لودبالانسر باشد. در مقایسه با نسخه‌های سخت‌افزاری، لودبالانسرهای نرم‌افزاری آزادی بیشتری برای ایجاد تغییرات و ارتقاء به شما می‌دهند. این نوع از لودبالانسر می‌تواند به‌شکل ماشین‌های مجازی (VMs) باشد. ماشین‌های مجازی برخی از کارهای پیکربندی راحت می‌کنند، اما ممکن است همه ویژگی‌های موجود در مدل‌های سخت‌افزاری را ارائه ندهند.
لودبالانسرهای نرم‌افزاری یا به‌عنوان راه‌حل‌های قابل نصب که نیاز به پیکربندی و مدیریت دارند در دسترس هستند یا به‌عنوان یک سرویس ابری (LBaaS). لودبالانسر ابری، شما را از دردسرهای نگه‌داری، مدیریت و ارتقاء سرورهای نصب شده راحت می‌کند و انجام آن‌ها برعهده ارائه‌دهنده ابر است.
اما لودبالانسرها در عملکرد نیز متفاوتند، در ادامه به دو نوع مهم انواع لودبالانسرها از لحاظ عملکرد اشاره‌ای خواهیم کرد.
لودبالانسر لایه ۷
لودبالانسر لایه ۷، تصمیمات مسیریابی را در لایه اپلیکیشن (HTTP/HTTPS) می‌گیرد (بر اساس داده‌های موجود در پروتکل‌های لایه اپلیکیشن) و می‌تواند درخواست‌ها را به یک یا چند پورت در هر نمونه کانتینر در کلاستر شما هدایت کند.
لودبالانسر لایه ۴
این نوع از لودبالانسر، تصمیمات مسیریابی را در لایه انتقال (TCP/SSL) می‌گیرد. می‌تواند میلیون‌ها درخواست را در ثانیه انجام دهد. پس از این‌که لودبالانسر اتصالی را دریافت کرد، با استفاده از الگوریتم مسیریابی، سروری را از گروه سرور برای قانون پیش‌فرض انتخاب می‌کند. سعی می‌کند یک اتصال TCP را به هدف انتخاب شده در پورت مشخص شده در پیکربندی شنونده باز کند. درخواست را بدون تغییر سرصفحه‌ها ارسال می‌کند.